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JP2011125888A - Hydraulic press device - Google Patents

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JP2011125888A
JP2011125888A JP2009285471A JP2009285471A JP2011125888A JP 2011125888 A JP2011125888 A JP 2011125888A JP 2009285471 A JP2009285471 A JP 2009285471A JP 2009285471 A JP2009285471 A JP 2009285471A JP 2011125888 A JP2011125888 A JP 2011125888A
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JP
Japan
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workpiece
press
actuator
mold
molding
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009285471A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Hashimoto
勝 橋本
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FUJI WORLD KK
Original Assignee
FUJI WORLD KK
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a press device which is constituted of relatively inexpensive equipment and whose installation space is not made large. <P>SOLUTION: In the hydraulic press device in which in a state of holding a workpiece 50 between mutually opposing press dies 11, 12, at least one of the dies is moved by oil pressure, and a workpiece is subjected to press forming, a free motion unit 30 is provided between the lower die 12 and a base plate 13 holding the die, the free motion unit includes a plurality of actuators made to correspond to the respective parts obtained by dividing the press surface of the lower die 12 into the plurality ones, during the press forming, each actuator repeatedly changes pressing force to the loser die 2 or the pressing position to the lower die 12 in such a manner that friction resistance between the workpiece 50 and the lower die 12 is suppressed several times, and the repeated control is performed by each actuator. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、互いに対向するプレス型間にワークを挟んだ状態で、油圧により少なくとも一方の型を移動させ、ワークのプレス成形を行う油圧プレス装置に関する。   The present invention relates to a hydraulic press device that press-forms a workpiece by moving at least one die by hydraulic pressure in a state where the workpiece is sandwiched between mutually opposing press dies.

板材やパイプ材をワークとしてプレス成形する場合において、成形条件によってはワークに応力集中による座屈や割れが生じることがある。このような応力集中を避けながらプレス成形を行うものとして液圧成形やサーボプレスによる成形が知られている。特許文献1には液圧成形に関する技術が開示されている。   When press forming a plate material or pipe material as a workpiece, buckling or cracking due to stress concentration may occur in the workpiece depending on the molding conditions. Known as press forming while avoiding such stress concentration is hydraulic forming or servo press forming. Patent Document 1 discloses a technique related to hydraulic forming.

特開2001−9529号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-9529

しかし、液圧成形では、貯液タンクや成形後のワークを乾燥させる工程が必要となり、工場内にそれらのための大きな設置スペースを必要とする問題がある。一方、サーボプレスは、設備価格が非常に高価であり、サーボプレスによってプレス成形した場合は、製品単価も高くなってしまう問題がある。
本発明は、このような問題に鑑み、ワークに座屈や割れが生じるような応力集中を避けながらプレス成形を行うプレス装置を、比較的安価な設備で設置スペースも大きくしないで構成することを課題とする。
However, in the hydraulic forming, there is a problem that a process for drying the liquid storage tank and the work after forming is required, and there is a problem that a large installation space for them is required in the factory. On the other hand, the servo press has a very expensive equipment price, and when it is press-molded by the servo press, there is a problem that the unit price of the product becomes high.
In view of such a problem, the present invention is to configure a press apparatus that performs press forming while avoiding stress concentration that causes buckling or cracking of a work with relatively inexpensive equipment without increasing the installation space. Let it be an issue.

本発明の第1発明は、互いに対向するプレス型間にワークを挟んだ状態で、油圧により少なくとも一方の型を移動させ、ワークのプレス成形を行う油圧プレス装置において、
一方又は他方の型は、ワークに接する面が複数に分割されて分割型とされ、該分割型と当該型を保持するベースプレートとの間にフリーモーションユニットを設け、該フリーモーションユニットは、分割型の複数に分割された各部位に対応させて複数のアクチュエータを備え、各アクチュエータはプレス成形の途中に、ワークと分割型面との間の摩擦抵抗を抑制するように分割型に対する押圧力若しくは分割型に対する押圧動作位置を繰り返し変化させ、その繰り返し制御は各アクチュエータ毎に行われることを特徴とする油圧プレス装置である。
第1発明によれば、比較的安価で、且つ液圧成形のような付随設備を伴わない油圧プレスを使って、サーボプレスと同様のいわゆる振動プレスが実現できるため、応力集中による座屈や割れを回避しながらプレス成形を行うことができる。
The first invention of the present invention is a hydraulic press device that performs press molding of a workpiece by moving at least one die by hydraulic pressure in a state where the workpiece is sandwiched between press dies facing each other.
One or the other type is divided into a plurality of surfaces that are in contact with the workpiece, and a free motion unit is provided between the divided type and a base plate that holds the type. Each actuator is provided with a plurality of actuators corresponding to each of the divided parts, and each actuator presses or divides the divided mold so as to suppress the frictional resistance between the workpiece and the divided mold surface during the press molding. The hydraulic press device is characterized in that the pressing operation position with respect to the mold is repeatedly changed, and the repeated control is performed for each actuator.
According to the first invention, since a so-called vibration press similar to the servo press can be realized by using a hydraulic press that is relatively inexpensive and does not involve any accompanying equipment such as hydraulic forming, buckling or cracking due to stress concentration is achieved. The press molding can be performed while avoiding the above.

本発明の第2発明は、互いに対向するプレス型によるプレス領域の両外側でパイプ状のワークの両開口端を保持した状態で、プレス型間に前記ワークを挟んで、油圧により少なくとも一方の型を移動させ、前記ワークのプレス成形を行う油圧プレス装置において、
一方又は他方の型は、ワークに接する面が複数に分割されて分割型とされ、該分割型と当該型を保持するベースプレートとの間に設けられ、分割型の分割された各部位に対応させた複数のアクチュエータから成り、分割型をベースプレートから離間させる方向に押圧するクッションユニットと、
前記各アクチュエータはプレス成形の途中に、ワークと分割型面との間の摩擦抵抗を抑制するように、分割型に対する押圧力を所定幅で繰り返し増減変化させ、その繰り返し制御は各アクチュエータ毎に行わせる油圧増減制御手段と、
ワークの成形中心部に対応するアクチュエータは一定圧力を維持して分割型を押圧した状態で、ワークの成形周辺部に対応するアクチュエータの押圧動作位置を所定幅で繰り返し変化させ、その繰り返し制御は各アクチュエータ毎に行わせる押圧動作位置制御手段と、
押圧動作位置制御手段により各アクチュエータが分割型を押圧した位置から後退したタイミングで、前記ワークのうち、プレス型による成形量の多い部位に対応する両端間を押圧する軸押手段と、
を備えることを特徴とする油圧プレス装置である。
第2発明によれば、第1発明と同様に、汎用の油圧プレス装置を使って応力集中による座屈や割れを回避しながらプレス成形を行うことができると同時に、成形量の多い部位に対応する両端間を押圧するため、成形に伴いワークの肉厚が薄くなって弱くなることを防止できる。
According to a second aspect of the present invention, at least one die is hydraulically sandwiched between the press dies while holding both open ends of the pipe-like workpieces on both outer sides of the press areas of the press dies facing each other. In a hydraulic press device that performs press molding of the workpiece,
One or the other mold is divided into a plurality of surfaces that contact the workpiece, and is provided between the divided mold and a base plate that holds the mold, and corresponds to each divided part of the divided mold. A cushion unit that consists of a plurality of actuators and presses the split mold away from the base plate;
During the press molding, the actuators repeatedly increase / decrease the pressing force against the split mold by a predetermined width so as to suppress the frictional resistance between the workpiece and the split mold surface, and the repeated control is performed for each actuator. Hydraulic pressure increase / decrease control means,
The actuator corresponding to the molding center of the workpiece maintains a constant pressure and presses the split mold, and repeatedly changes the pressing operation position of the actuator corresponding to the molding peripheral portion of the workpiece by a predetermined width. Pressing operation position control means to be performed for each actuator;
A shaft pressing means that presses between both ends corresponding to a portion with a large amount of molding by the press die among the workpieces at a timing when each actuator moves backward from the position where the divided die is pressed by the pressing operation position control means,
It is a hydraulic press apparatus provided with these.
According to the second invention, as in the first invention, it is possible to perform press molding while avoiding buckling and cracking due to stress concentration by using a general-purpose hydraulic press device, and at the same time, corresponding to a part with a large molding amount. Since both ends are pressed, the thickness of the workpiece can be prevented from being reduced and weakened with molding.

本発明の第3発明は、上記第2発明において、ワークの成形完了後、ワークの両開口端の保持、並びに軸押手段による押圧を解除すると共に、油圧増減制御手段及び押圧動作位置制御手段による各アクチュエータの押圧を解除した状態で、一方の型をワークの成形完了位置にて所定時間保持する形状凍結手段を備えることを特徴とする油圧プレス装置である。
第3発明によれば、プレス成形完了後、ワークをその位置で所定時間保持する形状凍結が行われるため、成形後のワークの形状戻りを防止できる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, after the completion of the forming of the workpiece, the holding of both opening ends of the workpiece and the pressing by the shaft pressing means are released and the hydraulic pressure increase / decrease control means and the pressing operation position control means are used. A hydraulic press apparatus comprising a shape freezing means for holding one mold at a workpiece forming completion position for a predetermined time in a state in which each actuator is released.
According to the third invention, after the press molding is completed, the shape freezing is performed in which the workpiece is held at that position for a predetermined time, so that it is possible to prevent the workpiece from returning after the molding.

本発明の油圧プレス装置の一つの実施形態を示す正面図である。It is a front view showing one embodiment of the hydraulic press device of the present invention. 図1と同様の実施形態の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態のフリーモーションユニットにおける各アクチュエータの配置を説明する図である。It is a figure explaining arrangement | positioning of each actuator in the free motion unit of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態のフリーモーションユニットを示す平面図である。It is a top view which shows the free motion unit of embodiment similar to FIG. 図4と同様の正面図である。FIG. 5 is a front view similar to FIG. 4. 図4と同様の側面図である。FIG. 5 is a side view similar to FIG. 4. 図1と同様の実施形態のアクチュエータの説明図である。It is explanatory drawing of the actuator of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態の制御ブロック図である。It is a control block diagram of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態の全体制御フローチャートである。2 is an overall control flowchart of an embodiment similar to FIG. 1. 図1と同様の実施形態のプレス制御フローチャートである。It is a press control flowchart of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態の芯金ユニット制御フローチャートである。It is a core bar unit control flowchart of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態の軸押ユニット制御フローチャートである。It is a shaft pressing unit control flowchart of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態のフリーモーション制御フローチャートである。It is a free motion control flowchart of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態の動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining operation | movement of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態によりプレス成形された製品の使用状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the use condition of the product press-molded by embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態のプレス成形完了後のワークの形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the workpiece | work after the press molding completion of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態のワークの成形過程を説明する図である。It is a figure explaining the formation process of the workpiece | work of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態のプレス成形の過程を説明する図である。It is a figure explaining the process of the press molding of embodiment similar to FIG. 図1と同様の実施形態のプレス成形の過程を拡大して説明する図である。It is a figure which expands and demonstrates the process of the press molding of embodiment similar to FIG.

図1は、本発明の一つの実施形態に係る油圧プレス装置の全体構成を示し、図2にその部分拡大図を示す。周知の油圧プレス機10の上型11と下型12との間にパイプ状のワーク50を、プレス領域の両外側で芯金ユニット15a、15bによって保持してパイプ状ワーク50の上面側をプレス成形するようになっている。この芯金ユニット15a、15bは、その先端部がパイプ材の両端形状を保持するように両端部内にそれぞれ挿入される。芯金ユニット15a、15bの上側には、軸押ユニット16a、16bが設けられている。軸押ユニット16a、16bは、プレス成形に伴うワーク50の薄肉化を防止するためにパイプ材の成形側、つまり上型11側の両端間を、その長さを縮めるように押圧するように構成されている。芯金ユニット15a、15bと軸押ユニット16a、16bは、互いに接近して設けられており、軸押ユニット16a、16bは芯金ユニット15a、15bの先端部と干渉しないようにワーク50の両端の板厚に相当する部分のみを押圧している。
この場合、成形後の製品は図15に示されているような自動車の後輪支持用ビーム61であり、パイプの中央部分をプレスして略横断面V字形のビームとしている。このため、上型11はV字形のビームの内面側を成形するように横断面V字形の雄型とされており、下型12はV字形ビームの外面側を成形するように横断面V字形の雌型とされている。図15において、62はトレーリングアーム、63はハブ、64は車輪を示す。
FIG. 1 shows the overall configuration of a hydraulic press apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a partially enlarged view thereof. A pipe-like workpiece 50 is held between the upper die 11 and the lower die 12 of the known hydraulic press 10 by the cored bar units 15a and 15b on both outer sides of the press region, and the upper surface side of the pipe-like workpiece 50 is pressed. It is designed to be molded. The core bar units 15a and 15b are respectively inserted into both end portions so that the end portions thereof hold the both end shapes of the pipe material. Axial pressing units 16a and 16b are provided on the upper side of the cored bar units 15a and 15b. The shaft pressing units 16a and 16b are configured to press the pipe material on the molding side, that is, between both ends on the upper mold 11 side so as to reduce the length thereof, in order to prevent the workpiece 50 from being thinned due to press molding. Has been. The core bar units 15a and 15b and the shaft pressing units 16a and 16b are provided close to each other, and the shaft pressing units 16a and 16b are arranged at both ends of the workpiece 50 so as not to interfere with the tip ends of the core bar units 15a and 15b. Only the portion corresponding to the plate thickness is pressed.
In this case, the molded product is an automobile rear wheel support beam 61 as shown in FIG. 15, and the central portion of the pipe is pressed into a beam having a substantially V-shaped cross section. For this reason, the upper mold 11 is a male mold having a V-shaped cross section so as to mold the inner surface side of the V-shaped beam, and the lower mold 12 is a V-shaped cross section so as to mold the outer surface side of the V-shaped beam. It is a female type. In FIG. 15, 62 is a trailing arm, 63 is a hub, and 64 is a wheel.

図2〜7に示されるように、下型12は上側ベースプレート13に支持され、上側ベースプレート13には8個のアクチュエータ30a〜30hから成るフリーモーションユニット30が組み合わされ、フリーモーションユニット30の各アクチュエータ30a〜30hのロッド36が上側ベースプレート13を貫通して下型12を押圧するように構成されている。フリーモーションユニット30は下側ベースプレート14に支持されている。上側ベースプレート13と下側ベースプレート14との間にはスペーサ19が配置されている。
ここで、図4に示されているように、下型12はワーク50の複数部位に対応して複数(図4では3つ)12a〜12cに分割されており、フリーモーションユニット30の各アクチュエータ30a〜30hの押圧力を受けてワーク50の各部位毎に加えられる押圧力を異ならせることが可能されている。下型12の分割の考え方、つまりワーク50を複数部位に分割する際の考え方は、ワーク50の中で成形に伴う応力集中が起き易い部位と起き難い部位とに分割している。図4の場合、下型12の中の中央部12bに対応する部位は成形に伴う応力集中が起き難い部位に対応しており、下型12の中の両端部12a、12cは成形に伴う応力集中が起き易い部位に対応している。
2-7, the lower mold | type 12 is supported by the upper baseplate 13, and the free motion unit 30 which consists of eight actuators 30a-30h is combined with the upper baseplate 13, and each actuator of the free motion unit 30 is combined. The rods 30a to 30h are configured to pass through the upper base plate 13 and press the lower mold 12. The free motion unit 30 is supported by the lower base plate 14. A spacer 19 is disposed between the upper base plate 13 and the lower base plate 14.
Here, as shown in FIG. 4, the lower mold 12 is divided into a plurality (three in FIG. 4) 12 a to 12 c corresponding to a plurality of parts of the workpiece 50, and each actuator of the free motion unit 30. The pressing force applied to each part of the workpiece 50 under the pressing force of 30a to 30h can be made different. The idea of dividing the lower mold 12, that is, the idea of dividing the work 50 into a plurality of parts, is divided into a part in the work 50 where stress concentration easily occurs and a part that hardly occurs. In the case of FIG. 4, the part corresponding to the central part 12b in the lower mold 12 corresponds to a part where stress concentration due to molding hardly occurs, and both end parts 12a and 12c in the lower mold 12 are stresses associated with molding. It corresponds to the part where concentration tends to occur.

フリーモーションユニット30の各アクチュエータ30a〜30hは、図7に一つのアクチュエータを代表させて示すように、油圧シリンダ37を含み、この油圧シリンダ37はポンプ32からの油圧供給を受けて駆動される。ポンプ32はサーボモータ33によって駆動され、ポンプ32の油圧を油圧シリンダ37に供給してシリンダ内のピストン31及びこれと一体のロッド36を動作させるように構成されている。そして、ロッド36の先が下型12に当接可能とされている。サーボモータ33によってポンプ32が下型12を押す方向に動作された場合は、図7の下側のシリンダ37aに油圧が供給され、ピストンロッド36が下型12を更に押圧する。ポンプ32によって図7の上側のシリンダ37bに油圧が供給された場合は、ピストンロッド36は下型12の押圧力を弱くするように働く。上下の各シリンダ37a、37bはリリーフ弁34を介してリザーブタンク35に連結されており、ポンプ32によるシリンダ37への油圧供給が遮断されるとシリンダ37の油圧は時間と共に低下し、ピストンロッド36は下型12を押圧しない状態とされる。   Each actuator 30a to 30h of the free motion unit 30 includes a hydraulic cylinder 37 as shown by a representative actuator in FIG. 7, and the hydraulic cylinder 37 is driven by the hydraulic pressure supplied from the pump 32. The pump 32 is driven by a servo motor 33 and is configured to supply the hydraulic pressure of the pump 32 to a hydraulic cylinder 37 to operate the piston 31 in the cylinder and the rod 36 integral therewith. The tip of the rod 36 can be brought into contact with the lower mold 12. When the pump 32 is operated in a direction to push the lower die 12 by the servo motor 33, the hydraulic pressure is supplied to the lower cylinder 37a in FIG. 7, and the piston rod 36 further presses the lower die 12. When the hydraulic pressure is supplied to the upper cylinder 37b of FIG. 7 by the pump 32, the piston rod 36 acts to weaken the pressing force of the lower mold 12. The upper and lower cylinders 37a and 37b are connected to a reserve tank 35 via a relief valve 34. When the hydraulic pressure supply to the cylinder 37 by the pump 32 is interrupted, the hydraulic pressure of the cylinder 37 decreases with time, and the piston rod 36 Is in a state where the lower mold 12 is not pressed.

図3に示されているように、第3アクチュエータ30cと第4アクチュエータ30dのシリンダには一つのポンプ32cから同じ油圧が供給され、第5アクチュエータ30eと第6アクチュエータ30fのシリンダにも一つのポンプ32dから同じ油圧が供給されている。他の第1、第2、第7及び第8の各アクチュエータ30a、30b、30g、30hのシリンダには、それぞれ独立したポンプ32a、32b、32e、32fから油圧が供給されている。
図8は、各アクチュエータ、プレスラム、芯金ユニット、及び軸押ユニットのための制御ブロック図であり、制御部41には、任意に操作されるタッチパネル42、プレス機操作盤18が接続され、制御部41に操作信号を入力すると共に、各アクチュエータ30a、30b、30g、30hの位置センサ(不図示)及び各アクチュエータ30a〜30c、30e、30g、30hの油圧センサ38a〜38c、38e、38g、38hから各アクチュエータ30a、30b、30g、30hの位置信号及び各アクチュエータ30a〜30c、30e、30g、30hの油圧信号を入力する。また、制御部41の出力側には各アクチュエータ30a〜30hに対応するサーボモータ33a〜33f、芯金ユニット駆動用油圧弁15c、及び軸押ユニット駆動用油圧弁16cが接続され、各制御信号をそれぞれ出力する。図示を省略したがプレスラムの位置センサからプレスラムの位置信号を制御部41に入力している。更に、制御部41にはプレス機制御盤17が接続されている。プレス機制御盤17は汎用プレス機を制御するもので、制御部41とプレス機制御盤17が互いに連携制御ができるように情報交換している。なお、上記タッチパネル42は制御部41やプレス機制御盤17で行われる制御のための制御時間、制御位置などを任意に設定するものであり、プレス機操作盤18は汎用プレス機の操作盤である。
As shown in FIG. 3, the same hydraulic pressure is supplied from one pump 32c to the cylinders of the third actuator 30c and the fourth actuator 30d, and one pump is also supplied to the cylinders of the fifth actuator 30e and the sixth actuator 30f. The same hydraulic pressure is supplied from 32d. The other first, second, seventh, and eighth actuators 30a, 30b, 30g, and 30h are supplied with hydraulic pressure from independent pumps 32a, 32b, 32e, and 32f, respectively.
FIG. 8 is a control block diagram for each actuator, press ram, mandrel unit, and shaft pressing unit. The control unit 41 is connected to a touch panel 42 and press machine operation panel 18 that are arbitrarily operated, and is controlled. In addition to inputting operation signals to the unit 41, position sensors (not shown) of the actuators 30a, 30b, 30g, 30h and hydraulic sensors 38a-38c, 38e, 38g, 38h of the actuators 30a-30c, 30e, 30g, 30h From the position signals of the actuators 30a, 30b, 30g, 30h and the hydraulic signals of the actuators 30a-30c, 30e, 30g, 30h. Also, servo motors 33a to 33f corresponding to the actuators 30a to 30h, a mandrel unit driving hydraulic valve 15c, and a shaft pressing unit driving hydraulic valve 16c are connected to the output side of the control unit 41, and each control signal is transmitted. Output each. Although not shown, a press ram position signal is input to the control unit 41 from a press ram position sensor. Further, the press machine control panel 17 is connected to the control unit 41. The press machine control panel 17 controls a general-purpose press machine, and exchanges information so that the control unit 41 and the press machine control panel 17 can perform cooperative control with each other. The touch panel 42 arbitrarily sets a control time, a control position, and the like for control performed by the control unit 41 and the press machine control panel 17, and the press machine operation panel 18 is an operation panel of a general-purpose press machine. is there.

以下、本実施形態の動作を、主に図9〜13のフローチャート及び図14のタイムチャートに基づいて説明する。
制御部41が起動されると、図9に示すように最初にステップ100により芯金ユニット制御が実行され、図11のステップ101〜103で芯金ユニット15a、15bが前進される。その後、図9のステップ200で芯金ユニット15a、15bの前進が開始されて所定時間経過したことが確認されると、ステップ300でプレス制御が行われる。かかるプレス制御は、図10のステップ301で、上型11を作動させるプレスラムが、図14のAに示されているように、プレスラム動作用アクチュエータ(不図示)によりプレスラムが低油圧でも高速で上死点から下死点へ向けて動き、プレスラムが下死点前150mmに到達した時点でステップ303でプレスラム動作用アクチュエータが高油圧微速に切り換えられる。その後プレスラムが下死点に到達すると、ステップ305でプレスラム動作用アクチュエータは高油圧を保持され、所定時間(例えば、5秒間)経過してステップ306が肯定判断されると、ステップ307で高油圧保持を終え、プレスラムは高速で上死点に向けて動作され、上死点に到達するとステップ309でプレスラムは停止される。
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described mainly based on the flowcharts of FIGS. 9 to 13 and the time chart of FIG.
When the control unit 41 is activated, the cored bar unit control is first executed in step 100 as shown in FIG. 9, and the cored bar units 15a and 15b are advanced in steps 101 to 103 in FIG. Thereafter, when it is confirmed in step 200 in FIG. 9 that the advancement of the core bar units 15a and 15b has started and a predetermined time has elapsed, press control is performed in step 300. Such a press control is performed in step 301 in FIG. 10 in which the press ram for operating the upper die 11 is raised at a high speed even when the press ram has a low hydraulic pressure by a press ram operation actuator (not shown) as shown in FIG. When the press ram moves from the dead center toward the bottom dead center and reaches 150 mm before the bottom dead center, the actuator for the press ram operation is switched to the high hydraulic speed at step 303. After that, when the press ram reaches bottom dead center, the press ram operating actuator is kept at high hydraulic pressure at step 305, and when a predetermined time (for example, 5 seconds) has passed and step 306 is affirmed, high hydraulic pressure is held at step 307. The press ram is moved toward the top dead center at a high speed. When the top ram is reached, the press ram is stopped in step 309.

図14のBは芯金ユニット15a、15bにおける芯金の進退動作を示しており、芯金は、上述のようにプレスラムの下降動作より僅かに先立って後退位置から前進されると、芯金の先端部がパイプ状ワーク50の両端部内に挿入される。その後、芯金は図11のステップ103で前進位置に保持され、プレスラムが下死点に達した時点でステップ105で後退動作される。
図14のCは軸押ユニット16a、16bの動作を示しており、プレスラムが下死点前35ミリとなった時点で図12のステップ402で動作を開始する。詳細な動作は後述する。
図14のD〜Iはフリーモーションユニット30の各アクチュエータ30a〜30hの動作を示しており、プレスラムの下降開始と略同時に、ロッド36による下型12の押圧力に相当するシリンダ37内油圧を所定圧力に制御する油圧制御が図13のステップ411で開始され、プレスラムが下死点前150ミリに達した時点で間欠的に油圧を所定量だけ低下させる制御が行われる。この制御はプレスラムの下死点前35ミリに到達し、ステップ412が肯定判断されるまで行われる。この間は各アクチュエータ30a〜30hの押圧力は間欠的に強弱を繰り返すことになり、いわゆるスタンピング成形が行われる。下死点前35ミリのタイミングは、ワークの中で成形に伴う座屈が起き易い部位であっても、もはや座屈が起きる危険がなくなる時期として選定されている。従って、そのタイミングは経験的に設定される。
FIG. 14B shows the advancement / retraction operation of the cored bar in the cored bar units 15a, 15b. When the cored bar is advanced from the retracted position slightly before the lowering operation of the press ram as described above, The distal end portion is inserted into both end portions of the pipe-like workpiece 50. Thereafter, the cored bar is held at the forward position in step 103 of FIG. 11 and is moved backward in step 105 when the press ram reaches the bottom dead center.
FIG. 14C shows the operation of the shaft pressing units 16a and 16b. When the press ram reaches 35 mm before the bottom dead center, the operation starts at step 402 in FIG. Detailed operation will be described later.
14D to 14I show the operation of the actuators 30a to 30h of the free motion unit 30. The hydraulic pressure in the cylinder 37 corresponding to the pressing force of the lower die 12 by the rod 36 is predetermined at substantially the same time as the press ram starts to descend. The hydraulic control for controlling the pressure is started in step 411 in FIG. 13, and when the press ram reaches 150 mm before the bottom dead center, the hydraulic pressure is intermittently decreased by a predetermined amount. This control is performed until 35 mm before the bottom dead center of the press ram is reached and step 412 is affirmed. During this time, the pressing force of the actuators 30a to 30h repeatedly increases and decreases intermittently, so-called stamping molding is performed. The timing of 35 mm before the bottom dead center is selected as a time when there is no longer any risk of buckling even in a part where buckling due to forming easily occurs in the workpiece. Therefore, the timing is set empirically.

本実施形態の場合、パイプ状ワーク50は両端部を除く中間部が長手方向に潰されて横断面V字形に成形され、車両の車輪を車体に対して支持するビーム61として成形される。ビーム61となるように成形されたパイプ状ワーク50の略右半分が図16Aに示されている。ここでB〜Eは、Aに示されるビームの各部の断面形状を示す。図17は図16のDで示す断面形状の成形過程を示すもので、Aはプレス成形前の状態で、B〜Eがスタンピング成形によって行われる成形過程を4段階に分けて示している。図17のB〜Eに示されるように成形が進むのに伴い、成形量の多いV字形の両肩に相当する部分には、応力集中に伴う座屈の危険があるが、スタンピング成形を行うことにより座屈点が一箇所に留まらず、広範囲に広がる現象が起き、座屈を生じることなく成形を継続することができる。この間に、いわゆるボカシ成形が行われる。   In the case of the present embodiment, the pipe-like workpiece 50 is formed as a beam 61 that supports the wheels of the vehicle with respect to the vehicle body by crushing the middle part excluding both ends in the longitudinal direction to form a V-shaped cross section. FIG. 16A shows a substantially right half of the pipe-like workpiece 50 that is shaped to be the beam 61. Here, B to E indicate cross-sectional shapes of respective portions of the beam indicated by A. FIG. 17 shows the forming process of the cross-sectional shape shown by D in FIG. 16, where A is a state before press forming, and B to E are divided into four stages in the forming process performed by stamping forming. As shown in FIGS. 17B to 17E, as the molding proceeds, portions corresponding to both shoulders of the V-shape having a large molding amount have a risk of buckling due to stress concentration, but stamping molding is performed. As a result, the buckling point is not limited to one place, and a phenomenon that spreads over a wide range occurs, so that molding can be continued without causing buckling. During this time, so-called blur forming is performed.

プレスラムの下死点前35ミリで図13のステップ412が肯定判断され、スタンピング成形が終了すると、図14のD、Eに示すように、アクチュエータ30c〜30fにおいては、下型12の中の中央部12bに対する押圧力を一定に保つ制御がステップ413により行われる。一方、ステップ414では、図14のF〜Iに示すように、プレスラムが下死点前35ミリに達した時点で、アクチュエータ30a、30b、30g、30hに対し、それまでの油圧制御から位置制御に切り換えられ、下型12の中の両端部12a、12cに対するアクチュエータ30a、30b、30g、30hのロッドによる支持位置を所定位置から間欠的に所定量だけ低下させる制御が行われる。つまり、下型12の中の両端部12a、12cの支持位置を所定位置にしたり所定位置より下げた位置にしたりを繰り返す。従って、図4に示される下型12の中央部12bが一定圧力で保持されてワーク50の中央部に対する加圧力が保持された状態で、下型12の両端部12a、12cの支持位置を上下に振動させる。
このとき、図14のCのようにアクチュエータ30a、30b、30g、30hによる支持位置が下がったタイミングで、図12のステップ403が肯定判断され、ステップ404で軸押ユニット16a、16bによる軸押を実施し、ワーク50の上側両端が軸方向に押され、材料の肉移動により成形に伴うワーク50の薄肉化が防止される。かかる成形は、いわゆるインチング成形であり、プレスラムが下死点に達するまで行われる。図17のF,Gはこの間のワークの成形過程を示している。
Step 3512 in FIG. 13 is affirmed at 35 mm before the bottom dead center of the press ram, and when stamping molding is completed, as shown in FIGS. 14D and 14E, the actuators 30c to 30f have a center in the lower mold 12. Control for keeping the pressing force on the portion 12b constant is performed in step 413. On the other hand, in step 414, as shown in FIGS. 14 to 14, when the press ram reaches 35 mm before the bottom dead center, the actuators 30a, 30b, 30g, and 30h are subjected to position control from the previous hydraulic control. Then, control is performed to intermittently lower the support positions of the rods of the actuators 30a, 30b, 30g, and 30h for the both end portions 12a and 12c in the lower mold 12 by a predetermined amount from the predetermined positions. That is, the support position of the both end portions 12a and 12c in the lower mold 12 is repeatedly set to a predetermined position or a position lower than the predetermined position. Therefore, in the state where the central portion 12b of the lower mold 12 shown in FIG. 4 is held at a constant pressure and the applied pressure to the central portion of the workpiece 50 is held, the support positions of the both ends 12a and 12c of the lower mold 12 are moved up and down. Vibrate.
At this time, when the support position by the actuators 30a, 30b, 30g, and 30h is lowered as shown in FIG. 14C, step 403 in FIG. 12 is affirmed, and in step 404, the shaft is pushed by the shaft pushing units 16a and 16b. In practice, both upper ends of the workpiece 50 are pushed in the axial direction, so that the workpiece 50 is prevented from being thinned by the movement of the material. Such molding is so-called inching molding, and is performed until the press ram reaches bottom dead center. F and G in FIG. 17 indicate the molding process of the workpiece during this period.

プレスラムが下死点に達すると、図11のステップ104及び図12のステップ405が共に肯定判断され、ステップ105で芯金ユニット15a、15bの芯金は後退され、ステップ406で軸押ユニット16a、16bによる軸押も解除され、後退される。更に、図13のステップ415が肯定判断され、ステップ416及びステップ417で各アクチュエータ30a〜30hも圧力制御、位置制御を終了し、ワーク50は各ユニットからの拘束を解除された状態で、図10のステップ305で単純に上型11と下型12とにより加圧され、ワーク50の形状凍結が行われる。5秒間程度の形状凍結が終了してステップ306が肯定判断されると、ステップ307〜309でプレスラムは下死点から上死点に戻り、一つのワーク50の成形を終了する。   When the press ram reaches the bottom dead center, both step 104 in FIG. 11 and step 405 in FIG. 12 are affirmed. In step 105, the core bars of the core bar units 15a and 15b are retracted, and in step 406, the shaft pressing unit 16a, The shaft pressing by 16b is also released and the unit is retracted. Further, step 415 in FIG. 13 is affirmed, and in steps 416 and 417, the actuators 30a to 30h also finish the pressure control and position control, and the workpiece 50 is released from the restraint from each unit. In step 305, the upper die 11 and the lower die 12 are simply pressed to freeze the shape of the workpiece 50. When the shape freezing for about 5 seconds is completed and step 306 is affirmed, the press ram returns from the bottom dead center to the top dead center in steps 307 to 309, and the molding of one workpiece 50 is completed.

図18には、上述した成形に伴う上型11、芯金ユニット15a、15b、軸押ユニット16a、16b、フリーモーションユニット30の一連の動きを時間経過とともに示している。また、図19には、図18と同様の成形過程におけるワーク50と芯金ユニット15a、15bの芯金と上型11のみの動きを抽出して時間経過とともに示している。なお、図19では、芯金ユニット15a、15bの先端部がワーク50の端部に挿入された状態を判り易く示すように図示している。
図18のAは上型11の動作開始前を示し、Bは芯金ユニット15a、15bが前進位置となり、上型11が下降を開始した状態を示し、Cはスランピング成形を実施している状態を示し、Dはインチング成形を実施している状態を示し、Eはワーク50の成形が完了し、上型11、芯金ユニット15a、15b、軸押ユニット16a、16bが全て初期状態に戻った状態を示す。また、図19のAはワーク50の成形前の状態を示し、B、Cは芯金ユニット15a、15bの先端部が片方づつワーク50の端部に挿入された状態を示し、Dは上型11が下降動作を開始した状態を示し、Eはスタンピング成形及びインチング成形を実施している状態を示す。
以上のとおり、上記実施形態によれば、汎用の油圧プレス装置にフリーモーションユニット30を追加するのみでサーボプレスと同様、液封成形のような液体も使用しないで、パイプ状ワーク50の成形を部分的な応力集中による座屈や割れを伴うことなく行うことができる。
FIG. 18 shows a series of movements of the upper mold 11, the cored bar units 15a and 15b, the shaft pressing units 16a and 16b, and the free motion unit 30 accompanying the above-described molding with time. Further, FIG. 19 shows the movement of only the workpiece 50, the cored bar of the cored bar units 15a and 15b, and the upper mold 11 in the molding process similar to FIG. In addition, in FIG. 19, it has shown so that the front-end | tip part of the cored bar units 15a and 15b may be inserted in the edge part of the workpiece | work 50 so that it may understand easily.
18A shows a state before the upper die 11 starts to operate, B shows a state in which the core bar units 15a and 15b are in the advanced positions, and the upper die 11 starts to descend, and C shows a state in which slumping is being performed. D indicates a state in which inching is being performed, E indicates that the formation of the workpiece 50 has been completed, and the upper die 11, the core metal units 15a and 15b, and the shaft pressing units 16a and 16b have all returned to the initial state. Indicates the state. 19A shows a state before the workpiece 50 is formed, B and C show a state in which the tip ends of the cored bar units 15a and 15b are inserted one by one into the end of the workpiece 50, and D shows the upper mold. 11 indicates a state in which the lowering operation is started, and E indicates a state in which stamping molding and inching molding are performed.
As described above, according to the above-described embodiment, the pipe-shaped workpiece 50 can be formed by adding the free motion unit 30 to a general-purpose hydraulic press apparatus and using no liquid like liquid seal molding as in the servo press. This can be done without buckling or cracking due to partial stress concentration.

本発明は、上記実施形態で説明した外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、
1.上記実施形態では、スタンピング成形とインチング成形とを共に実施するものとしたが、ワークの形状、材質等によってはスタンピング成形のみとすることができる。
2.上記実施形態では、スタンピング成形において、プレス型に対する押圧力を繰り返し変化させるものを採用したが、上記実施形態でインチング成形において採用したプレス型に対する押圧位置を繰り返し変化させる制御内容をスタンピング成形で採用しても良い。
3.上記実施形態では、フリーモーションユニット30を下型12側に配置した例を説明したが、上型11側に配置しても良い。
4.上記実施形態では、パイプ状ワーク50を成形する場合について説明したが、ワークは平板状のものでも良い。
The present invention is not limited to the appearance and configuration described in the above embodiment, and various modifications, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention. For example,
1. In the above-described embodiment, both stamping molding and inching molding are performed. However, depending on the shape and material of the workpiece, only stamping molding can be performed.
2. In the above embodiment, the stamping molding adopts the one that repeatedly changes the pressing force against the press die, but the control content that repeatedly changes the pressing position against the press die adopted in the inching molding in the above embodiment is adopted in the stamping molding. May be.
3. In the above embodiment, the example in which the free motion unit 30 is arranged on the lower mold 12 side has been described, but it may be arranged on the upper mold 11 side.
4). Although the case where the pipe-shaped workpiece 50 is formed has been described in the above embodiment, the workpiece may be a flat plate.

本発明は、油圧プレス装置全般に利用することができる。   The present invention can be used for hydraulic press apparatuses in general.

10 油圧プレス機
11 上型
12 下型
13 上側ベースプレート
14 下側ベースプレート
15a、15b 芯金ユニット
16a、16b 軸押ユニット
30 フリーモーションユニット
50 ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hydraulic press machine 11 Upper mold | type 12 Lower mold | type 13 Upper base plate 14 Lower base plate 15a, 15b Mandrel unit 16a, 16b Axial pressing unit 30 Free motion unit 50 Workpiece

Claims (3)

互いに対向するプレス型間にワークを挟んだ状態で、油圧により少なくとも一方の型を移動させ、ワークのプレス成形を行う油圧プレス装置において、
一方又は他方の型は、ワークに接する面が複数に分割されて分割型とされ、該分割型と当該型を保持するベースプレートとの間にフリーモーションユニットを設け、該フリーモーションユニットは、分割型の複数に分割された各部位に対応させて複数のアクチュエータを備え、各アクチュエータはプレス成形の途中に、ワークと分割型面との間の摩擦抵抗を抑制するように分割型に対する押圧力若しくは分割型に対する押圧動作位置を繰り返し変化させ、その繰り返し制御は各アクチュエータ毎に行われることを特徴とする油圧プレス装置。
In a state where a workpiece is sandwiched between press dies facing each other, at least one of the dies is moved by hydraulic pressure, and the workpiece is press-molded.
One or the other type is divided into a plurality of surfaces that are in contact with the workpiece, and a free motion unit is provided between the divided type and a base plate that holds the type. Each actuator is provided with a plurality of actuators corresponding to each of the divided parts, and each actuator presses or divides the divided mold so as to suppress the frictional resistance between the workpiece and the divided mold surface during the press molding. A hydraulic press apparatus characterized in that the pressing operation position with respect to the mold is repeatedly changed, and the repeated control is performed for each actuator.
互いに対向するプレス型によるプレス領域の両外側でパイプ状のワークの両開口端を保持した状態で、プレス型間に前記ワークを挟んで、油圧により少なくとも一方の型を移動させ、前記ワークのプレス成形を行う油圧プレス装置において、
一方又は他方の型は、ワークに接する面が複数に分割されて分割型とされ、該分割型と当該型を保持するベースプレートとの間に設けられ、分割型の分割された各部位に対応させた複数のアクチュエータから成り、分割型をベースプレートから離間させる方向に押圧するクッションユニットと、
前記各アクチュエータはプレス成形の途中に、ワークと分割型面との間の摩擦抵抗を抑制するように、分割型に対する押圧力を所定幅で繰り返し増減変化させ、その繰り返し制御は各アクチュエータ毎に行わせる油圧増減制御手段と、
ワークの成形中心部に対応するアクチュエータは一定圧力を維持して分割型を押圧した状態で、ワークの成形周辺部に対応するアクチュエータの押圧動作位置を所定幅で繰り返し変化させ、その繰り返し制御は各アクチュエータ毎に行わせる押圧動作位置制御手段と、
押圧動作位置制御手段により各アクチュエータが分割型を押圧した位置から後退したタイミングで、前記ワークのうち、プレス型による成形量の多い部位に対応する両端間を押圧する軸押手段と、
を備えることを特徴とする油圧プレス装置。
In a state where both open ends of the pipe-shaped workpiece are held on both outer sides of the press area by the press dies facing each other, the workpiece is sandwiched between the press dies, and at least one die is moved by hydraulic pressure to press the workpiece. In the hydraulic press device that performs molding,
One or the other mold is divided into a plurality of surfaces that contact the workpiece, and is provided between the divided mold and a base plate that holds the mold, and corresponds to each divided part of the divided mold. A cushion unit that consists of a plurality of actuators and presses the split mold away from the base plate;
During the press molding, the actuators repeatedly increase / decrease the pressing force on the split mold by a predetermined width so as to suppress the frictional resistance between the workpiece and the split mold surface, and the repeated control is performed for each actuator. Hydraulic pressure increase / decrease control means,
The actuator corresponding to the molding center part of the workpiece maintains a constant pressure and presses the split mold, and repeatedly changes the pressing operation position of the actuator corresponding to the molding peripheral part of the workpiece by a predetermined width. Pressing operation position control means to be performed for each actuator;
A shaft pressing means that presses between both ends corresponding to a portion with a large amount of molding by the press die among the workpieces at a timing when each actuator moves backward from the position where the divided die is pressed by the pressing operation position control means,
A hydraulic press device comprising:
請求項2に記載された油圧プレス装置において、ワークの成形完了後、ワークの両開口端の保持、並びに軸押手段による押圧を解除すると共に、油圧増減制御手段及び押圧動作位置制御手段による各アクチュエータの押圧を解除した状態で、一方の型をワークの成形完了位置にて所定時間保持する形状凍結手段を備えることを特徴とする油圧プレス装置。
3. The hydraulic press apparatus according to claim 2, wherein after forming the workpiece, holding of both open ends of the workpiece and releasing of the pressing by the shaft pressing means, and each actuator by the hydraulic pressure increase / decrease control means and the pressing operation position control means A hydraulic press apparatus comprising a shape freezing means for holding one of the molds at a workpiece forming completion position for a predetermined time in a state in which the pressure is released.
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